王 立， 余 楊， 余建星

（1. 天津大學(xué)智能與計(jì)算學(xué)部， 天津 300350； 2. 天津大學(xué)建筑工程學(xué)院， 天津 300072）

一、 船舶與海洋工程專業(yè)的發(fā)展方向

船舶與海洋工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是保證畢業(yè)生具備現(xiàn)代船舶與海洋工程的設(shè)計(jì)、研究、建造相關(guān)的基本技能，具有計(jì)算機(jī)編程及人工智能應(yīng)用能力，能在船舶與海洋相關(guān)設(shè)計(jì)、研究、制造、使用和管理等部門進(jìn)行技術(shù)和管理工作[1]。

船舶與海洋工程專業(yè)的學(xué)習(xí)內(nèi)容包括船舶結(jié)構(gòu)、原理、安全設(shè)計(jì)、建造法規(guī)以及相關(guān)規(guī)范等知識(shí)，研究船舶設(shè)計(jì)的方法等。

培養(yǎng)的人才主要面向船舶、兵器、核能、航空、航天、民航、交通運(yùn)輸、民用動(dòng)力、環(huán)境工程等領(lǐng)域，這些領(lǐng)域發(fā)展迅速，對(duì)高素質(zhì)人才的需求也非常迫切。未來(lái)船舶與海洋工程專業(yè)的培養(yǎng)方向也要適應(yīng)新時(shí)代的變化，面向現(xiàn)代的智能化發(fā)展，在船舶設(shè)計(jì)、建造、知識(shí)應(yīng)用等方面提升研究和開發(fā)能力，通過(guò)在培養(yǎng)體系中補(bǔ)充適當(dāng)?shù)闹悄芑嚓P(guān)課程，提升畢業(yè)生對(duì)新一代行業(yè)生產(chǎn)和技術(shù)應(yīng)用的適應(yīng)程度。

二、 人工智能在船舶與海洋工程專業(yè)的應(yīng)用

人工智能技術(shù)是新一輪產(chǎn)業(yè)變革的主要方向，是未來(lái)技術(shù)的發(fā)展方向[2]?，F(xiàn)在，很多傳統(tǒng)制造企業(yè)將人工智能作為技術(shù)基礎(chǔ)和發(fā)展方向，與本行業(yè)結(jié)合發(fā)展，共同開創(chuàng)更多的技術(shù)創(chuàng)新。

人工智能技術(shù)是新一次產(chǎn)業(yè)革命浪潮的原動(dòng)力。隨著爆炸式的數(shù)據(jù)量、新算法的實(shí)現(xiàn)以及計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力的提升，人工智能技術(shù)可以結(jié)合到各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用，給各個(gè)傳統(tǒng)行業(yè)帶來(lái)實(shí)際價(jià)值。在船舶制造領(lǐng)域，人工智能技術(shù)的發(fā)展則會(huì)給未來(lái)船舶制造行業(yè)帶來(lái)顛覆性的影響[3]。

隨著人工智能技術(shù)的出現(xiàn)，生產(chǎn)的數(shù)字化程度越來(lái)越高，有一些行業(yè)已經(jīng)具備較好的數(shù)字化基礎(chǔ)，例如互聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)等，但是還有大部分基礎(chǔ)較差的傳統(tǒng)行業(yè)，包括制造業(yè)在內(nèi)，智能化程度比較低，仍處于數(shù)字化改造的探索性研究階段。對(duì)于這些傳統(tǒng)行業(yè)的企業(yè)來(lái)說(shuō)，主要問題是要制定合理的應(yīng)用戰(zhàn)略，并在生產(chǎn)實(shí)踐中進(jìn)行實(shí)施[4]。

船舶行業(yè)作為典型的傳統(tǒng)制造業(yè)，一方面，可以利用人工智能技術(shù)提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，達(dá)到節(jié)能減排增效的目的；另一方面，利用人工智能可以改變部分制造模式與商業(yè)模式，以至于改變傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)格局。

人工智能技術(shù)的最終目的是讓機(jī)器更聰明，將人工智能結(jié)合到研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)線優(yōu)化、建造等過(guò)程，提升運(yùn)營(yíng)維護(hù)的水平，從而帶動(dòng)整個(gè)船舶行業(yè)的發(fā)展。

人工智能技術(shù)可以應(yīng)用的范圍包括設(shè)計(jì)、制造和船舶應(yīng)用等多個(gè)方面，人工智能技術(shù)的應(yīng)用使得智能設(shè)計(jì)成為可能。利用智能設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行船舶設(shè)計(jì)和研究，使計(jì)算機(jī)能夠在未來(lái)基于大量船舶設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行算法設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)以及數(shù)據(jù)的分析，從而找到各項(xiàng)參數(shù)之間的相關(guān)性，讓機(jī)器能夠了解船舶基本的設(shè)計(jì)原則，從而輔助船舶設(shè)計(jì)人員，替代一些基礎(chǔ)性、重復(fù)性勞動(dòng)，提升技術(shù)人員工作的效率。

船舶制造領(lǐng)域也是人工智能技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)主要方向。船舶建造本身就是一個(gè)復(fù)雜的制造過(guò)程，通過(guò)引入人工智能技術(shù)，可以優(yōu)化船舶建造的流程，從而提升船舶制造的生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)智能制造。例如，利用傳感器技術(shù)和射頻識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)船舶生產(chǎn)過(guò)程中原料、在制品、生產(chǎn)工具的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，設(shè)計(jì)優(yōu)化方案。也可以對(duì)物流和管理進(jìn)行改進(jìn)，提升生產(chǎn)效率。同時(shí)，應(yīng)用智能機(jī)器人也可以降低誤差、提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本。

智能船舶是未來(lái)人工智能技術(shù)應(yīng)用的重點(diǎn)方向[5]。人工智能技術(shù)目前已經(jīng)應(yīng)用在了無(wú)人駕駛領(lǐng)域，通過(guò)人工智能技術(shù)的應(yīng)用，還可以提升智能船舶的自動(dòng)處理應(yīng)急能力、信息分析能力，使船舶增加無(wú)人駕駛功能。這也是目前全球船舶行業(yè)的發(fā)展方向和目標(biāo)。

三、 智能化相關(guān)課程建議

在當(dāng)前的教育體系中，人工智能相關(guān)課程已經(jīng)開始部署和發(fā)展[6]，其整體的培養(yǎng)目標(biāo)是面向國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展需求，培養(yǎng)掌握自然科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、軟件工程知識(shí)，了解大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、人工智能等相關(guān)領(lǐng)域基礎(chǔ)知識(shí)[7]，具有家國(guó)情懷、全球視野、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，適應(yīng)新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟(jì)發(fā)展，能夠在本領(lǐng)域或者交叉領(lǐng)域從事軟件開發(fā)、研究、管理等工作的卓越人才。

新工科教育作為高等工程教育發(fā)展的最前沿和新方向，新工科教育治理是一項(xiàng)實(shí)踐性較強(qiáng)的課題，主體更加多元、要素更加豐富、關(guān)系更加復(fù)雜[8]。為了達(dá)到這些要求，本文分析了智能化課程體系中包括核心課程、實(shí)踐課程、選修課程等在內(nèi)的50余門課程[9]。結(jié)合船舶與海洋工程專業(yè)的特點(diǎn)及需求，篩選出以下幾門課程作為本科生課程體系的補(bǔ)充（見表1），這些課程主要面向船舶與海洋工程領(lǐng)域中需要的基礎(chǔ)技能以及面向行業(yè)新技術(shù)的擴(kuò)展性課程。

表1 智能課程列表

課程可以選擇在不同時(shí)間、不同興趣方向的學(xué)生中進(jìn)行開設(shè)，每門課程的教學(xué)目標(biāo)和計(jì)劃如下。

1. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)導(dǎo)論

本課程是計(jì)算機(jī)軟件等專業(yè)的一門核心基礎(chǔ)課，也是本科生入學(xué)接觸到的第一門專業(yè)課程。開設(shè)本課程的目的是為了使學(xué)生掌握信息化社會(huì)所必需的計(jì)算機(jī)基本知識(shí)和基本技能。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)的硬件基礎(chǔ)原理、軟件基礎(chǔ)知識(shí)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等基本概念、計(jì)算機(jī)安全以及計(jì)算機(jī)學(xué)科前沿技術(shù)等基本常識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)學(xué)科的整體認(rèn)知，為學(xué)習(xí)后續(xù)計(jì)算機(jī)核心課程奠定基礎(chǔ)。課程目標(biāo)如下。

（1） 了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向及應(yīng)用領(lǐng)域。

（2） 能夠熟練掌握數(shù)制的基本概念，包括二進(jìn)制、8進(jìn)制和16進(jìn)制的概率和相互轉(zhuǎn)化方法。了解計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)基本原理和不同存儲(chǔ)方法。

（3） 了解計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)：包括CPU、內(nèi)存、輸入輸出設(shè)備等。了解計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行機(jī)理，掌握基本運(yùn)算匯編偽代碼程序分析方法。

（4） 了解操作系統(tǒng)基本概念、網(wǎng)絡(luò)基本概念和網(wǎng)絡(luò)安全基本知識(shí)。

（5） 了解基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和基本操作，能夠設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的算法，并用高級(jí)程序語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。

為船舶和海洋工程專業(yè)開設(shè)的目的：使學(xué)生能夠了解整體計(jì)算機(jī)技術(shù)的框架，了解計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)內(nèi)容，為其他課程奠定基礎(chǔ)。

2. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”是軟件工程專業(yè)本科生的一門應(yīng)用性很強(qiáng)的必修課程，該課程在專業(yè)建設(shè)和課程體系中占據(jù)重要的地位和作用。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)系統(tǒng)全面地了解，學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和基本原理，了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的前沿技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與構(gòu)建、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)等方面的能力，課程目標(biāo)如下。

（1） 掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本理論和知識(shí)，了解網(wǎng)絡(luò)體系，能夠選擇適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)技術(shù)解決實(shí)際需求。

（2） 掌握各種網(wǎng)絡(luò)的訪問控制協(xié)議、物理層規(guī)范和網(wǎng)絡(luò)組成技術(shù)，掌握交換式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和局域網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)，并能根據(jù)實(shí)際需求，給出網(wǎng)絡(luò)解決方案。

（3） 掌握TCP/IP協(xié)議，集中各層協(xié)議的數(shù)據(jù)格式和主要功能，并了解基于TCP/IP協(xié)議的應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)建方法。

（4） 掌握網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)造方法以及Web網(wǎng)頁(yè)建立方法，了解B/S架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)。

（5） 能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的設(shè)計(jì)需求，進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作，撰寫設(shè)計(jì)方案，與他人進(jìn)行溝通和交流。

為船舶和海洋工程專業(yè)開設(shè)的目的：目前行業(yè)發(fā)展中，網(wǎng)絡(luò)是必不可少的內(nèi)容，也是未來(lái)工程師工作中必然接觸和應(yīng)用的工具，通過(guò)本課程能夠了解網(wǎng)絡(luò)的概念、分類、基礎(chǔ)技術(shù)等，能夠幫助學(xué)生更好地了解網(wǎng)絡(luò)，提升對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用能力。

3. 人工智能

本課程的重點(diǎn)在于向?qū)W生介紹人工智能領(lǐng)域的基本知識(shí)和算法，并通過(guò)結(jié)合課程中的實(shí)踐項(xiàng)目，指導(dǎo)學(xué)生使用人工智能相關(guān)模型解決大數(shù)據(jù)時(shí)代的現(xiàn)實(shí)問題，其目標(biāo)如下。

（1） 了解人工智能的發(fā)展歷史和人工智能的發(fā)展方向及應(yīng)用領(lǐng)域。

（2） 能夠熟練掌握人工智能基本概念，包括搜索、馬爾科夫決策過(guò)程、不確定決策、知識(shí)表示、機(jī)器學(xué)習(xí)等。

（3） 能夠運(yùn)用人工智能技術(shù)解決簡(jiǎn)單實(shí)際問題。

為船舶和海洋工程專業(yè)開設(shè)的目的：人工智能是當(dāng)前計(jì)算機(jī)專業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)和前沿科學(xué)，通過(guò)本課程給本科生介紹與人工智能相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，了解人工智能的內(nèi)容和應(yīng)用范圍，結(jié)合船舶與海洋工程專業(yè)的要求學(xué)習(xí)人工智能的應(yīng)用和研究方法。

4. 物聯(lián)網(wǎng)與智能制造

“物聯(lián)網(wǎng)概論”是軟件工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)選修課。物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)終端進(jìn)行信息傳輸和處理，實(shí)現(xiàn)人與物、物與物之間信息交換。物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)階段智能制造發(fā)展的重要技術(shù)手段，是智能制造系統(tǒng)中信息采集的主要方法。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅了解傳感器的使用（外部特性），更了解它的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)（內(nèi)部特性），掌握其工作原理。而且從課程中，可以學(xué)到許多創(chuàng)意設(shè)計(jì)的思想和技術(shù)方法，并可用于計(jì)算機(jī)的其他領(lǐng)域以及智能家居、安全管理等，課程目標(biāo)如下。

（1） 了解傳感器的發(fā)展歷史和主要分類，能夠選擇適當(dāng)?shù)膫鞲衅鹘鉀Q實(shí)際需求。

（2） 能夠應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)生活、安全等管理相關(guān)問題進(jìn)行分析，并獲得有效的解決方案。

（3） 通過(guò)學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)與設(shè)計(jì)的理論，提出多道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)滿足解決生產(chǎn)管理、行動(dòng)通訊等問題的程序。

（4） 能夠針對(duì)專案管理問題，理解不同企業(yè)管理方案的區(qū)別，甄別內(nèi)部的實(shí)際問題與需求并提出解決方案。

（5） 能夠根據(jù)系統(tǒng)需求，設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，并清晰表達(dá)自己的設(shè)計(jì)思想，與他人進(jìn)行技術(shù)上的溝通和交流。

為船舶和海洋工程專業(yè)開設(shè)的目的：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也是當(dāng)前智能化領(lǐng)域的熱點(diǎn)和前沿技術(shù)，尤其在應(yīng)用方面，有很好的前景，在智能制造、人機(jī)交互等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用。船舶制造、海洋探測(cè)等領(lǐng)域都有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也是當(dāng)前信息化行業(yè)與船舶和海洋工程行業(yè)結(jié)合發(fā)展最快、應(yīng)用前景最廣的技術(shù)。通過(guò)本課程使學(xué)生能夠了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的概念和運(yùn)作模式，拓展學(xué)生的視野。

5. 虛擬現(xiàn)實(shí)概述

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（AR）在我們生活中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在教育界的應(yīng)用更是意義顯著，對(duì)提高教學(xué)效率和學(xué)生學(xué)習(xí)效果尤為重要，大學(xué)生需要成為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用者與受益者。通過(guò)課上學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠由淺入深地認(rèn)識(shí)和掌握虛擬現(xiàn)實(shí)及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，從而促進(jìn)該技術(shù)的普及與應(yīng)用。另外，本門課亦有上機(jī)課，通過(guò)上機(jī)的訓(xùn)練，讓學(xué)生練習(xí)使用360度全景攝影，并學(xué)習(xí)使用Unity3D等設(shè)計(jì)工具來(lái)實(shí)作虛擬現(xiàn)實(shí)的場(chǎng)景，課程目標(biāo)如下。

（1） 了解虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展歷史和主要分類，能夠選擇適當(dāng)?shù)奶摂M現(xiàn)實(shí)設(shè)備解決實(shí)際需求。

（2） 能夠應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)生活、安全等管理相關(guān)問題進(jìn)行分析，并獲得有效的解決方案。

（3） 基于多媒體系統(tǒng)與設(shè)計(jì)的理論，提出多道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)滿足解決生產(chǎn)管理、行動(dòng)通訊等問題的程序。

（4） 能夠針對(duì)專案管理問題，理解不同企業(yè)管理方案的區(qū)別，甄別實(shí)際內(nèi)部的問題與需求并提出解決方案。

為船舶和海洋工程專業(yè)開設(shè)的目的：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是目前最新的人機(jī)交互方法，也是未來(lái)設(shè)計(jì)、培訓(xùn)、生產(chǎn)等領(lǐng)域的主要技術(shù)，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，可以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)虛擬和現(xiàn)實(shí)世界的橋接技術(shù)，以此來(lái)解決一般生活中不易做到的應(yīng)用。同時(shí)，讓學(xué)生能夠?qū)⒐こ讨R(shí)融會(huì)貫通，并具備設(shè)計(jì)、開發(fā)、解決方案的能力，能夠在教師的引導(dǎo)下，學(xué)習(xí)如何使用現(xiàn)代工具來(lái)對(duì)復(fù)雜的科學(xué)問題進(jìn)行研究，找到合理有效的方案。

6. 大數(shù)據(jù)分析

本課程的重點(diǎn)在于向?qū)W生介紹大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的基本知識(shí)和算法，并通過(guò)結(jié)合課程中的實(shí)踐項(xiàng)目，指導(dǎo)學(xué)生使用大數(shù)據(jù)分析方法解決大數(shù)據(jù)時(shí)代的現(xiàn)實(shí)問題，其目標(biāo)如下。

（1） 了解大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的發(fā)展歷史和大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展方向及應(yīng)用領(lǐng)域。

（2） 能夠熟練掌握大數(shù)據(jù)分析基本概念，包括聚類、分類、相關(guān)規(guī)則、回歸分析等。

（3） 能夠運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)解決簡(jiǎn)單實(shí)際問題。

為船舶和海洋工程專業(yè)開設(shè)的目的：未來(lái)社會(huì)面臨的智能化程度非常高，數(shù)據(jù)量非常大，尤其在生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、研究等方面。如何對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、處理，有效的提高數(shù)據(jù)分析能力是本課程的主要內(nèi)容，為本科生了解大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析提供了學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。

7. 仿真與數(shù)字孿生

本課程是對(duì)虛擬技術(shù)的擴(kuò)展應(yīng)用，主要講述內(nèi)容是在船舶制造和海洋平臺(tái)設(shè)計(jì)方面。利用虛擬化技術(shù)，從整體系統(tǒng)入手，如何將整個(gè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程全部利用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行虛擬化，了解數(shù)字孿生仿真平臺(tái)的原理和產(chǎn)生過(guò)程，同時(shí)對(duì)仿真技術(shù)和算法進(jìn)行介紹，其目標(biāo)如下。

（1） 了解數(shù)字孿生的基本概念和設(shè)計(jì)方法。

（2） 能夠熟練掌握數(shù)字仿真的基本概念，包括建模、設(shè)計(jì)、個(gè)性化、強(qiáng)化學(xué)習(xí)等。

（3） 能夠運(yùn)行基本的數(shù)字孿生平臺(tái)，通過(guò)數(shù)字孿生平臺(tái)的搭建解決簡(jiǎn)單問題。

為船舶和海洋工程專業(yè)開設(shè)的目的：當(dāng)前船舶與海洋工程行業(yè)內(nèi)，包括船舶設(shè)計(jì)和生產(chǎn)、海洋平臺(tái)的設(shè)計(jì)和部署等方面都需要通過(guò)數(shù)字化技術(shù)，對(duì)生產(chǎn)線、系統(tǒng)、平臺(tái)進(jìn)行數(shù)字化仿真，建設(shè)一整套數(shù)字孿生系統(tǒng)，利用數(shù)字化技術(shù)模擬生產(chǎn)線、系統(tǒng)、平臺(tái)的設(shè)計(jì)運(yùn)行過(guò)程和一些不確定問題帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。本課程主要是從基本概念和基本模型上入手，為學(xué)生介紹整個(gè)數(shù)字化仿真技術(shù)的特點(diǎn)和情況，與行業(yè)內(nèi)的新技術(shù)進(jìn)行銜接，提升學(xué)生對(duì)行業(yè)的了解和熟悉程度。同時(shí)，利用數(shù)字孿生技術(shù)提升學(xué)生在校學(xué)習(xí)和仿真的真實(shí)性，降低對(duì)生產(chǎn)設(shè)計(jì)一線實(shí)習(xí)的依賴，確保學(xué)生安全，降低教育成本。

8. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)綜合實(shí)踐

本課程的目的就是要達(dá)到理論與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，使學(xué)生能夠根據(jù)問題使用軟件工程規(guī)范的分析、設(shè)計(jì)、編寫代碼、調(diào)試、測(cè)試過(guò)程。通過(guò)數(shù)據(jù)的組織，已掌握算法的靈活運(yùn)用，把現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)際問題用計(jì)算機(jī)程序予以解決，并培養(yǎng)基本的、良好的團(tuán)隊(duì)分工和合作能力，其目標(biāo)如下。

（1） 掌握常用的數(shù)據(jù)表示和處理技術(shù)，包括線性結(jié)構(gòu)、樹結(jié)構(gòu)、圖結(jié)構(gòu)，掌握常用算法，包括線性結(jié)構(gòu)、樹結(jié)構(gòu)、圖結(jié)構(gòu)的算法和查找、排序算法。

（2） 分析研究計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，為數(shù)據(jù)選擇合適的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及算法，并初步掌握算法分析技術(shù)。

（3） 通過(guò)對(duì)問題的分析求解來(lái)訓(xùn)練學(xué)生編寫復(fù)雜程序設(shè)計(jì)的能力，通過(guò)對(duì)大型問題的分解來(lái)訓(xùn)練學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作及溝通能力，編寫的程序符合軟件工程規(guī)范。

為船舶和海洋工程專業(yè)開設(shè)的目的：在實(shí)際開發(fā)過(guò)程中可能遇到各種各樣的問題，通過(guò)程序?qū)嵺`，可以發(fā)現(xiàn)很多理論上無(wú)法遇到的問題，有利于提高學(xué)生的動(dòng)手能力和編程能力。

四、 與船舶和海洋工程專業(yè)當(dāng)前課程體系的結(jié)合

通過(guò)上述分析，選出8門課程，可以為船舶與海洋工程專業(yè)開設(shè)，能夠提升本專業(yè)學(xué)生的工程能力和程序開發(fā)能力，具體的開設(shè)計(jì)劃結(jié)合本專業(yè)課程體系進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要包括課程培養(yǎng)方式補(bǔ)充[10]和課程體系補(bǔ)充兩部分[11]。

1. 課程培養(yǎng)方式補(bǔ)充

從課程培養(yǎng)方式看，主要包括知識(shí)優(yōu)化系統(tǒng)、情商培育系統(tǒng)、能力提升系統(tǒng)。

（1） 知識(shí)優(yōu)化系統(tǒng)[12]。1） 課程體系改革。加強(qiáng)品德素質(zhì)和心理素質(zhì)培養(yǎng)，強(qiáng)化數(shù)理與專業(yè)基礎(chǔ)，打造跨學(xué)科基礎(chǔ)平臺(tái)課；設(shè)置主干清晰的專業(yè)課；設(shè)定研修與創(chuàng)新學(xué)分；構(gòu)建信息技術(shù)課程組；建立人文、社科課程體系和以基本-綜合-研究創(chuàng)新為核心的實(shí)踐課程體系。2） 教學(xué)方法手段改革。采用啟發(fā)式、研究式、案例式等教學(xué)模式。公共基礎(chǔ)課中實(shí)施輔導(dǎo)式教學(xué)；部分專業(yè)課程中采取“翻轉(zhuǎn)課堂”、基于問題學(xué)習(xí)等形式；實(shí)踐階段性、多元化考核方式。3） 建立協(xié)同育人平臺(tái)。建立高校主導(dǎo)，政府、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)參與的協(xié)同育人平臺(tái)。組建專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)和督導(dǎo)委員會(huì)，從頂層設(shè)計(jì)到評(píng)價(jià)反饋，全程參與工程領(lǐng)軍（卓越）人才培養(yǎng)。4） 綜合評(píng)價(jià)與反饋機(jī)制。建立科學(xué)規(guī)范的教學(xué)評(píng)價(jià)體系，對(duì)教學(xué)工作全過(guò)程、全方位實(shí)行全員參與、校內(nèi)外結(jié)合的綜合評(píng)價(jià)。將評(píng)價(jià)信息及時(shí)反饋給教師、學(xué)生，不斷改進(jìn)教學(xué)方式、提高教學(xué)效果。

（2） 情商培育系統(tǒng)[13]。1） “三觀”塑造計(jì)劃?！懊麕煂?dǎo)航”，邀請(qǐng)知名行業(yè)專家舉辦講座；“國(guó)情認(rèn)知”，通過(guò)報(bào)告會(huì)，激發(fā)報(bào)國(guó)熱情；“誠(chéng)信養(yǎng)成”，開設(shè)誠(chéng)信教育必修課，制定《誠(chéng)信條例》，建立誠(chéng)信檔案。2） 心理健康計(jì)劃；建立“校-院-班”3級(jí)心理健康輔導(dǎo)機(jī)制。

（3） 能力提升系統(tǒng)。1） 創(chuàng)新力提升計(jì)劃。從學(xué)分認(rèn)定、條件保障等全力推動(dòng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐；創(chuàng)辦“求索科技創(chuàng)新”活動(dòng)，設(shè)立多學(xué)科交叉與融合的創(chuàng)新項(xiàng)目，建立創(chuàng)業(yè)實(shí)踐平臺(tái)。2） 領(lǐng)導(dǎo)力提升計(jì)劃。介紹領(lǐng)導(dǎo)力知識(shí)，進(jìn)行領(lǐng)導(dǎo)意識(shí)培養(yǎng)，通過(guò)社團(tuán)、競(jìng)賽、科研等實(shí)踐，提升領(lǐng)導(dǎo)力。3） 國(guó)際視野拓展計(jì)劃。借鑒國(guó)際一流大學(xué)經(jīng)驗(yàn)，不斷完善培養(yǎng)方案；遴選國(guó)外視頻課、教材或課件；制訂境外課程學(xué)習(xí)、實(shí)踐學(xué)分認(rèn)定辦法。通過(guò)對(duì)課程體系的研究，人工智能領(lǐng)域的培養(yǎng)可以作為智能化培養(yǎng)計(jì)劃補(bǔ)充到能力提升系統(tǒng)中。4） 智能化培養(yǎng)計(jì)劃。通過(guò)多種課程計(jì)劃，為學(xué)生介紹新一代人工智能在船舶和海洋工程領(lǐng)域的應(yīng)用，學(xué)習(xí)人工智能方向系列課程，掌握人工智能的基礎(chǔ)研究方法，使學(xué)生能夠應(yīng)對(duì)新技術(shù)所帶來(lái)的行業(yè)變化，培養(yǎng)適應(yīng)新時(shí)代的工程師。

2. 課程體系補(bǔ)充

上述人工智能方向的培養(yǎng)計(jì)劃通過(guò)系列課程來(lái)實(shí)現(xiàn)，補(bǔ)充的智能化系統(tǒng)課程建議見表2。

表2 補(bǔ)充課程開設(shè)時(shí)間

通過(guò)上述課程補(bǔ)充，能夠滿足學(xué)生在人工智能方面的培養(yǎng)，提升學(xué)生對(duì)信息化技術(shù)的了解，適應(yīng)船舶和海洋工程領(lǐng)域的發(fā)展。課程選擇由學(xué)生自主選擇，其中計(jì)算機(jī)系統(tǒng)導(dǎo)論和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)建議作為核心課程，其他作為選修課程。

五、 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)分析船舶和海洋工程領(lǐng)域的發(fā)展方向，總結(jié)船舶和海洋工程領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的新需求，為應(yīng)對(duì)新時(shí)代人工智能技術(shù)帶來(lái)的變化，本文結(jié)合人工智能方向的課程體系，分析總結(jié)出可以為船舶和海洋工程專業(yè)領(lǐng)域開設(shè)的課程，并將這些課程與船舶和海洋工程專業(yè)的課程體系進(jìn)行結(jié)合，給出課程類型和學(xué)分建議。這些課程的內(nèi)容應(yīng)在其基礎(chǔ)研究方法的基礎(chǔ)上與船舶和海洋工程專業(yè)特點(diǎn)相結(jié)合，通過(guò)課程可以使學(xué)生增強(qiáng)人工智能相關(guān)技術(shù)和研究方法的學(xué)習(xí)，從而進(jìn)一步適應(yīng)行業(yè)變化的需要。